9/27/2017 Bộ môn Vật lý BÀI GIẢNG VẬT LÝ Y S INH Bài ĐIỆN SINH HỌC NỘI DUNG MỤC TIÊU Sau học sinh viê n phải • Biết cấu trúc tế bào thần kinh, tượng điện xảy tế bào thần kinh tế bào thần kinh • Hiểu rõ ứng dụng tượng điện tế bào thần kinh vào chẩn đoán bệnh, công nghệ điện sinh học khái niệm hệ kiểm soát sinh học có hồi tiếp 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Điệ n tí ch: Materi als 5.1 – Các khái niệm định luật 5.2 – Hệ thần kinh 5.3 – Điện thực vật Electr ical 5.4 – Điện x ương ductor Semico nductors Electr ical in sul ators 5.5 – Điện cá 5.6 – Công nghệ điện y sinh 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Điệ n tí ch: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Điệ n trường: Trạn g thái kíc h thích + THUYẾT ELECTRON Điện t ích dương (ion dương) & ĐỊNH LUẬT BẢO TO ÀN ĐIỆN TÍ CH Hệ quả? Điện t ích vật k = 9.109 Nm2 /C2 Điện t ích âm (ion âm) Q=ne 9/27/2017 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Ví dụ 2: Ví dụ 1: Cho điện tí ch Q = 8nC đặt không khí Tính cường độ điện t rường Q gây điểm M v N h Q 20cm v 30cm Giải : M Cđđt M: Q + Cho: q1 = 2.10 C; q2 = - 8.10-9C AB = 10cm Tính CĐĐT tại: -9 q1 q2 - + M A B a) MA = MB = 5cm N b) NA = 10cm; NB = 20cm Cđđt N: c) CA = 6cm; CB = 8cm d) DA = DB =10cm 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN 10cm N q1 + q2 10cm Cđđt C: - A 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Do B nên: q1 + q2 C Mà: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Điệ n th ế : Cđđt D: Mà: q1 + q2 - D k = 9.109 Nm2 /C2 9/27/2017 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Ví dụ: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Điệ n dung: Tính điện điểm P Q2 Q/cầu KL Điện dung vật dẫn: Đơn vi đo điện dung F (fara) Q1 F (micrô fara) = 10 – F nF (nanô fara) = 10 – F pF (picô fara) = 10 – 12 F C Điện dung tụ điện: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Dòng điệ n: Dòng điện: + - 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Ghép điện trở nối tiếp: Q: điện lượng (C) t: thời gian (s) t: thời gian (s) Điện luật Ohm: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Ghép điện trở song song: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN Ví dụ: Cho R1 = 20  ; R2 = 30 Khi gh é p nối ti ế p th ì điệ n trở tươn g đương l Khi gh é p song song th ì điện trở tươn g đương l 9/27/2017 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Mạch điệ n: 5.1 – CÁC K/N & ĐL CƠ BẢN – Mạch điệ n: Các phần tử mạch điệ n Một mạch điệ n điể n hình 5.2 – HỆ THẦN KINH 5.2 – HỆ THẦN KINH – Khái quát hệ th ần kinh: Nhiều trình sống tự liên quan đến tượng điện Hoạt động hệ thần kinh điều khiển bắp xử lý tương tác điện 5.2 – HỆ THẦN KINH – Khái quát hệ th ần kinh: • Khoả ng 10 tỉ TBTK 5.2 – HỆ THẦN KINH – Tế bào th ần kinh: Có lo ại tế bào thần kinh • Cơ chế hoạt động hệ thần kinh: Khi tế bào thần kinh nhận kích thích thích hợp, tạo xung điện truyền dọc theo cấu trúc ki ểu “ dây dẫn” Các xung không thay đổi bi ên độ thời gian tồn tại, độc lập với cường độ kích th ích Cường độ kích thích thể số xung si nh Khi xun g truyền đến cuối “ dây dẫn”, kí ch thích tế bào thần kinh khác kích thích tế bào TBTK v ận động TBTK trung gian TBTK c ảm giác Truy ền tải thông Truy ền tải thông điệp v ề nhiệt độ, ánh Truy ền thông tin điệp điều k hiển tế sáng, mùi v ị, áp lực, tế bào thần kinh bào v ề trung ương thần kinh Sơ đồ mạch thần kinh đơn giản 9/27/2017 5.2 – HỆ THẦN KINH – Tế bào th ần kinh: Cấu trúc tế bào thần kinh 5.2 – HỆ THẦN KINH – Các điệ n th ế sợi trụ c: Môi trường bên bên ngo ài sợi trục: Tế bào TK gồm phần: • Thân tế bào; • sợi trục; • Nhiều sợi nhánh Màng trục thấm K+ thấm Na + Kết quả: hình thành điện âm bên sợi trục 5.2 – HỆ THẦN KINH 5.2 – HỆ THẦN KINH – Thế tác độn g: – Sợi trụ c giống dây cáp điệ n: Sự thay đổi điện ngang qua màng tế bào Xét phần tử có chiều dài x sợi trục R 0: ện trở bên sợi trục R i : ện trở bên sợi trục R m: điện trở màng trục C m: điện du ng màng trục 5.2 – HỆ THẦN KINH – Sợi trụ c gi ốn g dây cáp điệ n: Sợi diễn tả gi ống dây cáp điện gồm Độ trục dẫnđược điệ n: 5.2 – HỆ THẦN KINH – Sự lan tru yề n tác độn g: chuỗi phần tử có chiều dài x ghép nối tiếp Thế tác động bắt đầu màng trục có độ thấm cao Na + 9/27/2017 5.2 – HỆ THẦN KINH – Sự lan tru yề n tác độn g: 5.2 – HỆ THẦN KINH – Sự lan tru yề n tác độn g: Màng trục không cho Na + vào mà đẩy K+ ra, m tác động giảm Màng trục không cho Na + vào mà đẩy K+ ra, m tác động giảm 5.2 – HỆ THẦN KINH 5.2 – HỆ THẦN KINH Ví dụ : Ví dụ : a) Trong trạng thài nghỉ, điện áp bên màng trục – 70 mV Khi có xung, điện áp lên đến khoảng +30 mV Tính số lượng ion natri khuếch tán vào bên số lượng ion kali mét chiều dài sợi trục không myelin Tính lượng tối thiểu, cần thiết cho mét chiều dài sợi trục không myelin để truyền xung dọc theo sợi trục Từ suy công suất cần cung cấp sợi trục hoạt động tối đa b) Trong trạng thai nghỉ, nồng độ ion natri kali bên ngo ài bên sợi trục 15 150 mil im ol/lít Tính số lượng ion natri kali chứa mét chiều dài sợi trục c) So sanh kết câu a b rút ý nghĩa 5.2 –Đơn HỆgiTHẦN ản hoá KINH – Ph ân tí ch mạch điệ n sợi trụ c: 5.2 – HỆ THẦN KINH – Ph ân tí ch mạch điệ n sợi trụ c: Điệ n điểm b: Điệ n trở mạch: Trong đó: Trong đó: R = Ri = Ro 9/27/2017 5.2 – HỆ THẦN KINH 5.2 – HỆ THẦN KINH – Ph ân tí ch mạch điệ n sợi trụ c: – Ph ân tí ch mạch điệ n sợi trụ c: Suy ra: Khi  x0 thì: Do  (Vout pha Vin ) Afeedba ck > A Hệ số khuếch đại có hồi tiếp: 10 ... dòng điện có cường độ 80 mA 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH – Công nghệ điện nghiên cứu sinh học: – Hệ thiết bị chẩn đoán y học: Sơ đồ khối hệ đo sinh học M y. .. M y đo điện tim (electrocardiograph – ECG) 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH – Hệ thiết bị chẩn đoán y học: – Các hiệu ứng sinh lý điện: Một mẫu tín hiệu điện. .. hiệu điện tim (điện tâm đồ) Một mẫu tín hiệu điện tim (điện tâm đồ) 9/27/2017 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH 5.6 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRONG Y SINH – Hệ thống điều khiển trình sinh học: – Thông tin